الأنظمة الكمومية المكونة من العديد من الجسيمات هي أساس أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية وشبكات الاتصالات الآمنة. ومع ذلك، مع زيادة عدد الجسيمات، يزداد تعقيد وصفها بشكل أسي: عدد الحالات المحتملة للنظام يتزايد بشكل هائل. الطريقة التقليدية — القياس الكامل لجميع المعلمات — تتطلب وقتًا هائلاً.
اقترح الفيزيائيون طريقًا بديلاً: بدلاً من إعادة بناء النظام بأكمله، يتم تحليل الأنظمة الفرعية الصغيرة فقط. تشبيه من الحياة اليومية: لتقييم جودة الكعكة، ليس من الضروري أكلها كلها — يكفي تذوق بضع قطع من أماكن مختلفة. في تجربة مع جسيمات ضوئية — الفوتونات — أعاد العلماء بناء جميع الارتباطات الثنائية بين الجسيمات بإجراء 25 قياسًا فقط بدلاً من 225 التي كانت ستكون مطلوبة في الوصف التصويري الكامل.
اتضح أنه حتى من هذه الأجزاء الصغيرة يمكن القول بموثوقية عالية أن النظام هو بالفعل نظام كمومي ويمتلك تشابكًا — ارتباطًا غير كلاسيكي بين الجسيمات ليس له مثيل في الفيزياء الكلاسيكية. علاوة على ذلك، تُظهر الطريقة المقترحة مقاومة أكبر للضوضاء مقارنة بالمعايير السابقة. وهذا يعني أنه يمكن فحص الشبكات الكمومية المعقدة بشكل أسرع وأكثر موثوقية.
في التجربة، استُخدمت جسيمات ضوئية — فوتونات — كانت في أربع حالات مختلفة في نفس الوقت، كما لو كانت عملة معدنية ليست إما وجهًا أو نقشًا، بل عدة خيارات في آن واحد.